一种选取同塔双回线路最优相序排列方式的方法技术

一种选取同塔双回线路最优相序排列方式的方法，该方法依托ATP/EMTP仿真平台建立同塔双回输电线路的详细仿真模型，根据输电线路长度的变化，筛选出负序电流不平衡度小于5%的相序排列方式。并搭建了同塔双回输电线路区外相间短路故障模型，根据不同长度的输电线路，评估同塔双回输电线路相序排列方式对继电保护装置中零序功率方向元件误判的影响，综合考虑负序不平衡度的优选排序以及继电保护优选排序，选出最优相序排列方式。该方法不仅能够解决新建同塔双回输电线路工程需满足负序电流不平衡小于5%的工程需求，还能解决线路保护装置中的零序功率方向元件由于导线相序排列方式引起误动作的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种选取同塔双回线路最优相序排列方式的方法，具体涉及一种在同塔双回输电线路上的输电导线采取何种相序排列方式使得线路负序不平衡度满足正常运行要求和继电保护装置误动作概率小的确定方法,属电力工程

技术介绍
随着我国城市化进程的不断加快和用电负荷的快速增长，为了在输电线路走廊用地有限的情况下，提高现有的传输线的输电能力和供电可靠性，同塔双回输电技术在电网中已经被广泛应用。然而在同塔双回输电的实际工程建设中，根据标准规定：“在中性点直接接地的电力网中，长度超过100km的送电线路均应换位”。然而多数220kV同塔双回输电线路由于线路长度未达到100km，大多数采用不换位方式架设。不换位架设将导致输电线路参数的不对称，可能造成该线路出现三相不平衡现象。三相不平衡不仅会引起旋转电机的附加发热和振动，危及电机安全运行和正常出力，还会引起电网损耗的增加，若不平衡情况严重时会引起继电保护装置动作。目前，国内已经有对于架设同塔双回输电线路的相序排列方式的相关研究。部分文献介绍了双回输电线路不平衡度的改善措施，在输电线路中的杆塔都选用鼓型杆塔的情况下，以A相为参考相，对3类(同相序、异相序、逆相序)6种(ABC/ABC、ABC/ACB、ABC/BAC、ABC/BCA、ABC/CAB、ABC/CBA)相序排列方式分别计算了零序、负序穿越电流不平衡度以及零序、负序环流电流不平衡度，结果表明同相序的零序、负序穿越电流不平衡度比异相序、逆相序大，而同相序的零序、负序环流电流不平衡度比异相序、逆相序小，提出了同塔双回输电线路采用逆相序排列方式可以有效降低负序电流不平衡度。但该措施未考虑逆相序排列方式产生零序环流不平衡电流对继电保护装置带来的影响，容易引起继电保护装置误动作。也有文献研究了利用PSCAD电磁暂态程序对500kV同塔双回输电线路不同相序排列情况下对不平衡电流、继电保护进行了研究，在此基础上提出一种基于不平衡电流、继电保护提出一种基于不平衡电流、继电保护的同塔双回输电线路导线相序排列的选择方法。但所研究方法未考虑线路长度对零序环流电流不平衡度和负序不平衡度的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是，根据同塔双回输电线路在运行中存在的三相电流不平衡问题，本专利技术提出一种选取同塔双回线路最优相序排列方式的方法。不仅为新建输电线路工程提供一种相序排列方式的选取方法，而且也可以解决现有的同塔双回输电线路的相序排列方式的不合理引起的继电保护装置误动作以及线路不平衡度超过规定的限值。本专利技术的技术方案是，本专利技术依托ATP/EMTP仿真平台建立同塔双回输电线路进行详细的仿真建模，根据输电线路长度的变化，筛选出负序电流不平衡度小于5％的相序排列方式，搭建同塔双回输电线路区外相间短路故障模型，根据不同长度的输电线路，评估同塔双回输电线路相序排列方式对继电保护装置中零序功率方向元件误判的影响，综合考虑负序不平衡度的优选排序以及继电保护优选排序，选出最优相序排列方式。本专利技术建立了同塔双回输电线路的详细仿真模型，该模型适用于220kV及以上电压等级的同塔双回输电线路。所述同塔双回输电线路的详细仿真模型，主要包括在ATP/EMTP仿真平台上，根据同塔双回输电线路工程所采用的导线型号、塔型、土壤电阻率、线路实际长度等参数搭建详细的仿真模型，并且系统其余部分用PSASP进行系统等值后，将等值参数输入所建立的详细仿真模型，如图1所示。其中同塔双回输电线路正常运行模型中P为公共连接点，Es1为上游侧的等效电压源，Zs1为上游侧的等效阻抗；Es2为下游侧的等效电压源，Zs2为下游侧的等效阻抗，且公共连接点的负序不平衡度由上游侧不平衡源和下侧不平衡源共同作用产生。LCC为自动计算参数的架空线路模型，可以设置输电线路长度，土壤电阻率，塔型等参数，且具有调整相序排列方式功能。所述仿真模型，在搭建时的PSASP等值过程中，需要采用区域网的导纳矩阵网络方程为其中，I、E、B分别为全网节点的三个子集合，I代表内部系统，B代表边界节点子集合，E代表外部系统的节点子集合。进一步地，将公式(1)消去外部节点电压变量VE,则等值的导纳矩阵网络的系统方程可写为其中，所述的根据输电线路长度变化筛选出负序电流不平衡度小于5％的相序排列方式，其主要包括根据在同塔双回输电线路正常运行模型中计算21种不同相序排列方式下的两回输电线路的A、B、C三相电流，由对称分量变换矩阵将相电流变换为负序电流 I 1 I 2 I 0 = S I a I b I c = 1 3 × 1 a a 2 1 a 2 a 1 1 1 I a 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选取同塔双回线路最优相序排列方式的方法，其特征在于，所述方法依托ATP/EMTP仿真平台建立同塔双回输电线路的详细仿真模型，根据输电线路长度的变化，筛选出负序电流不平衡度小于5％的相序排列方式；并搭建同塔双回输电线路区外相间短路故障模型，根据不同长度的输电线路，评估同塔双回输电线路相序排列方式对继电保护装置中零序功率方向元件误判的影响，综合考虑负序不平衡度的优选排序和继电保护的优选排序，选出最优相序排列方式。

【技术特征摘要】
1.一种选取同塔双回线路最优相序排列方式的方法，其特征在于，所述方法依托ATP/EMTP仿真平台建立同塔双回输电线路的详细仿真模型，根据输电线路长度的变化，筛选出负序电流不平衡度小于5％的相序排列方式；并搭建同塔双回输电线路区外相间短路故障模型，根据不同长度的输电线路，评估同塔双回输电线路相序排列方式对继电保护装置中零序功率方向元件误判的影响，综合考虑负序不平衡度的优选排序和继电保护的优选排序，选出最优相序排列方式。2.根据权利要求1所述一种选取同塔双回线路最优相序排列方式的方法，其特征在于，所述详细仿真模型是在ATP/EMTP电磁暂态仿真平台上，根据同塔双回输电线路工程所采用的导线型号、线路各级塔型、土壤电阻率以及线路实际长度参数，搭建同塔双回输电线路的详细仿真模型,并且系统其余部分用PSASP进行系统等值后，将等值参数输入所建立的详细仿真模型。3.根据权利要求1所述一种选取同塔双回线路最优相序排列方式的方法，其特征在于，所述详细仿真模型，在搭建时的PSASP等值过程中，需要采用区域网的导纳矩阵网络方程为：其中，I、E、B分别为全网节点的三个子集合，I代表内部系统，B代表边界节点子集合，E代表外部系统的节点子集合。4.根据权利要求1所述一种选取同塔双回线路最优相序排列方式的方法，其特征在于，所述相序排列方式，包括在同塔双回输电线路正常运行模型中计算21种不同相序排列方式下的A、B、C三相电流，由对称分量变换矩阵将相电流变换为负序电流，然后由负序电流不平衡度公式MI2＝|I2/I1|×100％筛选负序电流不平衡度小于5％的相序...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宁，舒展，陈波，苏永春，吴成，程正，熊俊杰，潘本仁，王华，邹进，邓才波，桂小智，万勇，张妍，曹凤香，杨越，曹蓓，
申请(专利权)人：国网江西省电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江西;36